导读:本文包含了炭负极材料论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:负极,锂离子电池,材料,电化学,石墨,性能,酚醛树脂。
炭负极材料论文文献综述
邵俊杰,季海潮,苏哲安,李一鸣,黄启忠[1]（2018）在《热处理温度对锂电池硅/炭负极材料的影响》一文中研究指出以多巴胺为碳源,在纳米硅表面包覆炭层,制备了锂离子电池负极用硅/炭复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和锂离子电池性能测试等方法研究不同热处理温度对材料物相组成、结构形貌和电化学性能的影响。结果表明,热处理温度越高,材料的结构越利于提高其电化学性能。1 100℃处理的硅/炭复合材料的颗粒呈近球形且炭层更均匀,循环性能也更优异,首次充放电效率高达77.24%,在100 m A·g~(-1)电流密度下充放电循环20次后放电比容量仍有715.4 m A·h·g~(-1)。(本文来源于《炭素技术》期刊2018年03期）
张翔[2]（2017）在《锂离子电池硬炭负极材料的制备及改性研究》一文中研究指出硬炭是由平均层间距大于石墨的石墨片层无序堆迭组成的,其结构中含有一定数量的微孔。与传统的石墨负极材料相比,硬炭具有更高的比容量、良好的倍率性能以及较低的成本。然而,硬炭作为锂离子电池负极时,首次不可逆容量较大和首次库伦效率较低。此外,其无序结构也使硬炭的导电性低于石墨,导致倍率性能受限。本文选取酚醛环氧树脂作为制备硬炭的有机物前驱体,以硬炭为研究对象,围绕提高其首次库伦效率、可逆容量、倍率性能以及循环性能,对其进行改性研究。探讨了酚醛环氧树脂的预分解过程中关键参数对硬炭材料的结构和电化学性能的影响。高温(1000℃)热解前,预分解过程中的条件参数,如温度、升温速率等,对硬炭负极材料的结构和电化学性能具有重要影响。通过分析硬炭的微观结构,发现增加预分解过程制备的硬炭具有更小的ID/IG值,更大的SBET、微孔体积和比容量。其中,500℃预分解1h的样品具有最大的首次放电比容量和充电比容量,分别为540、390mAhg-1,远高于未经预分解制备的硬炭(290、210 mAh g-1)。通过在溶液中均匀分散、混合硬炭和氧化石墨烯(GO),然后经过高温还原的方法制备了硬炭/石墨烯(HC/G)的复合负极材料,并研究了 GO添加量、高温热还原温度等条件对硬炭/石墨烯负极材料的结构和电化学性能的影响。在此结构中,硬炭提供锂离子存储的空间,还原后的石墨烯不仅构成优良的导电网络,还使得硬炭颗粒之间接触更充分,有利于锂离子和电子在材料中快速传输。当GO与硬炭混合物在惰性气氛中经过800-1100℃热处理后,得到了不同还原程度的HC/G负极材料。随着热处理温度升高,GO的还原度逐渐增大,HC/G材料的比表面积和孔体积逐渐减小。充放电流密度为20mAg-1时,不同还原度的HC/G负极材料的可逆容量为300-480 mAh g-1;循环500次后,容量保持率为78%-82%。热还原温度为1000 ℃时得到的HC/G负极材料,在不同倍率充放电时,比容量最高(20 mA g-1:480 mAh g-1;2000 mA g-1:170 mAh g-1)。另外,对比发现,铜箔集流体对HC/G负极材料的充放电性能有较大影响。最后,提出预嵌锂技术提高HC/G负极的首次库伦效率,通过控制预嵌锂反应的时间,可以达到调控预嵌锂容量以及首次库伦效率的效果。确定了预嵌锂的质量与预嵌锂容量之间的对应关系。采用类似的思路验证了预嵌钠技术在HC/G上的可行性。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析,发现预嵌锂(钠)反应中形成的SEI膜的化学组成与传统充放电过程中形成的SEI膜相近。将预嵌锂后的HC/G负极与正极LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM)组成全电池进行电化学测试,发现该技术能弥补全电池首次充放电过程的容量损失,极大提高电池的能量密度。这为硬炭基负极材料首次库伦效率低的问题提供了一种解决思路。将煤沥青与硬炭混合均匀,经过高温热解得到了软炭包覆的硬炭负极材料(PHC),研究了煤沥青用量对硬炭负极材料的结构和电化学性能的影响。硬炭经过碳包覆后,其电子导电性和电化学性能得到不同程度的改善。研究了 PHC样品在不同温度下(-10℃-50℃)的电化学性能,PHC在50℃、25℃、0℃、-10 ℃的比容量分别为568、413、366、298 mAh g-1,高低温性能、倍率性能均优于硬炭。交流阻抗测试表明低温下电池的阻抗会成倍增长,导致严重的电化学极化,硬炭负极的性能变差。碳酸亚乙烯酯(VC)是一种能改善硬炭负极性能的电解液添加剂,研究了不同浓度的VC对硬炭负极表面化学组分和电化学性能的影响。在50 ℃时,电解液中添加VC后,硬炭的初始可逆比容量先增大后减小,当VC浓度为1%时,可逆比容量最大(486 mAh g-1)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、XPS以及SEM等测试表明,电解液中添加VC后,固-液界面膜(SEI)中Li2CO3的含量增加,含F化合物减少,能促进更加稳定SEI膜的形成;而且VC还能抑制电解质盐(PF6-)的分解和减少50℃循环时SEI膜的转变。(本文来源于《湖南大学》期刊2017-05-01）
赵品一[3]（2017）在《硬炭负极材料的制备及其储锂（钠）性能的研究》一文中研究指出硬炭是难石墨化炭,是一种各向同性炭。硬炭前驱体共有叁种:化石燃料类,高分子材料类,和生物质类(如淀粉、腐植酸、黄腐酸等)。本文制备了不同形貌、结构的聚丙烯腈/腐植酸(黄腐酸)复合硬炭材料与沥青基硬炭材料并优化了预氧化工艺参数,经材料表征与电化学表征详细研究了形貌、结构与锂(钠)离子电池负极材料性能的关系,探讨了硬炭基负极材料在锂(钠)离子电池中的机理。在本研究中,聚丙烯腈/腐植酸复合炭纳米纤维基于静电纺丝技术结合不同的热处理温度(HTT)制备。经比较不同HTT下炭纳米纤维的结构和性能,发现炭纳米纤维的储能机理是在高压斜坡区域的石墨层间,在低压平台区域的纳米孔中。通过在聚丙烯腈溶液中加入黄腐酸,聚丙烯腈/黄腐酸复合炭纳米纤维中引入了更多的孔结构/缺陷。这增大了储钠容量,并提升了电池的倍率/循环性能。复合炭纳米纤维(含30 wt%黄腐酸)在1300 ~oC炭化处理后,可逆储钠容量可达261.3 mAh g~(-1)(电流密度:0.02 A g~(-1),首次库伦效率为69.6%);倍率性能(在1 A g~(-1)下可达81.7 mAh g~(-1));循环性能(在0.1 A g~(-1)下循环100次后容量是249.6mAh g~(-1))。本研究同时选用了一种化石燃料类硬炭前驱体-沥青为原料,经预氧化、炭化制备硬炭材料。利用红外光谱分析、热重分析、和扫描电子显微镜等表征手段分析材料在不同预氧化条件的储锂性能,并尝试通过降低升温速率的办法提升石油沥青基硬炭的储锂性能。实验表明延长预氧化时间对电池可逆容量影响甚微,但随着预氧化时间的延长,大电流密度下的可逆容量有一定的提升。(本文来源于《天津大学》期刊2017-05-01）
燕溪溪,李奕怀,吴敏昌,乔永民,王利军[4]（2016）在《废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料》一文中研究指出以废旧汽车刹车片为原料,在N2气氛下600～1 000?C热解制得硬炭材料。以酚醛树脂为对比实验,通过热重分析(Thermal gravimetric analysis)、扫描电子显微镜(Scanning electron mcroscope)、X射线衍射仪(X-ray diffraction)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy)分析、拉曼光谱(Raman spectroscopy)分析等测试手段对硬炭进行表征,并分别对将2种材料作为锂离子电池负极材料制备的扣式电池进行充放电性能测试。测试结果表明:热解温度对硬炭结构和充放电性能有一定的影响,在600～1 600?C温度范围内,热解碳在1 300?C条件下表现最优充放电性能,可逆容量和库伦效率分别为112.05 m A·h/g和52.31%,倍率和循环容量保持率分别达到87.23%和64.39%;对比酚醛树脂在最佳热解条件1 200?C的充放电数据,即可逆容量和首次库伦效率分别为189.26 m A·h/g和58.45%,倍率和循环的容量保持率分别为51.52%和55.12%。因此,废旧汽车刹车片热解碳在实际应用中具有较好回收价值。(本文来源于《上海第二工业大学学报》期刊2016年03期）
谢秋生,王磊,刘萍[5]（2016）在《多孔淀粉硬炭负极材料的制备及性能研究》一文中研究指出以淀粉为原料,采用酶化水解法制成多孔淀粉,进一步高温炭化后制备多孔淀粉硬炭。通过XRD、拉曼光谱、SEM分别表征了酶化多孔淀粉硬炭与未酶化淀粉硬炭的微观结构及形貌。通过电化学性能分析表明,酶化多孔淀粉硬炭具有高首次可逆放电容量、高首次库伦效率、优异的倍率充放电及循环性能。生物质淀粉硬炭原料价格低廉、制备过程环境友好,有望在锂离子电池领域得到应用。(本文来源于《炭素技术》期刊2016年03期）
苏蒙[6]（2016）在《锂离子电池大米淀粉基硬炭负极材料制备及电化学性能研究》一文中研究指出随着科学研究工作者们对节能环保的绿色化学和可持续发展的日益重视,越来越多的以生物质资源为原料制备炭材料的工作成为人们关注的焦点。淀粉作为一种生物质资源,具有来源广泛,价格低廉,富含碳元素等优点,是制备炭材料的重要原料。淀粉制备的炭材料是一种无定形难石墨化炭材料(硬炭),在用于锂离子电池上具有很大的潜力。本论文首先对大米淀粉的预炭化工艺进行了研究,通过对比添加氯化铵的大米淀粉和纯大米淀粉的预炭化过程,以及炭化后电性能,确定了两步预炭化的制备工艺。其次,依据工艺路线图,对不同温度制备的大米淀粉基硬炭形貌、结构和首次充放电曲线进行了分析,结合判断锂离子电池负极材料是否具有应用价值的重要参数,得出了最佳炭化工艺的温度。为了提高大米淀粉基硬炭的电化学性能,本文首先使用酶解法酶解大米淀粉原料,用于对制备的大米淀粉基硬炭材料进行表面修饰。与未修饰的大米淀粉基硬炭材料相比,表面修饰后材料的电性能得到提高。在室温下0.1C倍率的首次放电比容量从482.9mAh g~(-1)提高到504.6mAh g~(-1),首次库伦效率从69.7%提高到72.7%,并表现出了良好的循环性能和倍率性能。这可以归为,酶化法表面修饰提高了大米淀粉基硬炭的表面有序度,形成更容易稳定的SEI膜的表面结构。交流阻抗测试表明,酶化法表面修饰降低材料的电荷转移阻抗(Rct)和极化阻抗(Rf),从而提高了电化学性能。此外,我们还对大米淀粉基硬炭进行了复合负极的制备,用以提高材料的首次库伦效率。采用水热法制备MnO/C复合材料。通过扫描电镜和X射线衍射分析表征发现,在高锰酸钾含量低于0.15g时,复合材料上的MnO为无定形状态。电性能测试表明,水热合成的无定形MnO在0.1C倍率下,最大首次库伦效率达到68.2%,高于基底硬炭样品(66.1%)。采用液相法制备大米淀粉基硬炭/蔗糖/石墨复合材料。通过扫描电镜表征发现,复合材料为石墨则分散在硬炭周围,两者都被蔗糖包覆。电性能测试表明,大米淀粉基硬炭/蔗糖/石墨复合负极在0.1C倍率下,最大首次库伦效率达到77.2%,高于基底硬炭样品(75.5%)。(本文来源于《昌吉学院》期刊2016-05-30）
汪丽丽,潘杰,时志强[7]（2015）在《酚醛树脂基硬炭负极材料的制备与储锂性能研究》一文中研究指出采用以氧化石墨烯溶液和酚醛树脂溶液为前驱体,制备不同质量比的酚醛树脂/石墨烯复合球形材料。以氢氧化钠催化的方法制备水溶性酚醛树脂溶液,氧化石墨烯通过改进Hummers法制得。获得的该材料可以有效地结合利用酚醛树脂和石墨烯优点,促进电子、锂离子的分布和转移。以该复合材料为负极,金属锂片为正极组装锂离子电池。实验发现,酚醛树脂、氧化石墨烯质量比为7:3时,该复合材料的倍率性能和(本文来源于《第31届全国化学与物理电源学术年会论文集》期刊2015-10-17）
宋怡楠,马志广,王静,时志强[8]（2015）在《硬炭作为钠离子电池炭负极材料的研究》一文中研究指出报道了以商品化硬炭作为钠离子电池负极材料的研究。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及氮气吸脱附测试(BET)对其结构进行表征;利用恒电流充放电、循环伏安和阻抗谱技术对电化学性能进行了测试。结果表明:硬炭呈现无序乱层多孔结构,比表面积为2.2 m2/g,层间距远大于石墨负极材料(0.38 nm)。该硬炭材料对钠离子电池表现出较好的嵌入/脱嵌钠的容量、倍率性能和良好的循环性能。在20 m A/g电流密度下的首次嵌钠比容量为361.7 m Ah/g,脱钠比容量为259.8 m Ah/g,首次效率为72%;在40 m A/g电流密度下循环100次的比容量保持在250m Ah/g,容量保持率99%,是一种具有应用潜力的储钠负极材料。(本文来源于《电源技术》期刊2015年06期）
吴桂良[9]（2015）在《高性能锂离子二次电池SnO_2/炭负极材料的制备与电化学性能》一文中研究指出SnO_2因具有理论比容量高(780 mAh?g~(-1))、安全性好等优点而被认为是最具潜力的负极材料之一。然而,SnO_2在充放电过程中因体积膨胀严重而导致容量快速衰减,严重制约着其在实际中的应用。由于碳材料具有良好的电化学性能和结构稳定性,将其用做包覆基底与SnO_2复合是解决上述问题的有效途径之一。本文以具有较高理论比容量的合金类负极材料SnO_2为主要研究对象,采用碳材料(石墨烯)和碳材料前驱体(聚乙烯醇)作为功能包覆层来构筑复合材料,旨在开发具有高能量密度、高倍率性能、良好循环稳定性的锂离子二次电池负极材料。具体研究内容与结论如下:(1)提出一种简便、温和、高效的原位制备SnO_2/石墨烯复合材料(SnO_2/GNs)的技术路线,系统探究了Sn4+/GO的比例对复合材料形貌结构及电化学性能的影响。研究结果表明,SnO_2含量为50%的复合材料(SnO_2/GN-50)呈现出较优异的电化学性能。(2)以双氰胺为氮源,硫脲为表面活性剂通过水热法制备出高含氮量(18 at%)的SnO_2/氮掺杂石墨烯复合材料(SnO_2-QDs/N-GNs)。该材料呈现出良好的循环稳定性能:在100 mA?g~(-1)的电流密度下,循环80次后可逆放电比容量仍保持在800 m Ah?g~(-1)以上。(3)提出一种简便、高效组装具有不同形貌结构的石墨烯掺杂SnO_2/C复合材料的方法。氧化石墨烯片层上的含氧官能团与聚乙烯醇链上的羟基发生共价键合,有效固定SnO_2纳米颗粒防止其在循环过程中剥离脱落;而且在材料的制备过程中石墨烯起到晶核的作用,促进SnO_2纳米颗粒的结晶。研究结果显示,仅含1.5%石墨烯的复合材料SnO_2/C/GN~(-1).5表现出优异的电化学性能:在100 mA?g~(-1)的电流密度下,循环70次后可逆比容量高达720 mAh?g~(-1)。(4)系统探究了煅烧温度对材料的形貌、结构及电化学性能的影响,优化电化学性能优异电极材料的煅烧温度。在500°C下煅烧得到的复合材料SnO_2/C/GN-500表现出较好的电化学性能:在200 mA?g~(-1)的电流密度下,循环120次后容量仍能保持在460mAh?g~(-1)。(本文来源于《中国石油大学(华东)》期刊2015-05-01）
姚国富,李文斌[10]（2014）在《锂离子二次电池硬炭负极材料的研究进展》一文中研究指出本文从原材料和制备工艺两方面综述了锂离子二次电池硬炭负极材料的研究进展。(本文来源于《船电技术》期刊2014年05期）
炭负极材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
硬炭是由平均层间距大于石墨的石墨片层无序堆迭组成的,其结构中含有一定数量的微孔。与传统的石墨负极材料相比,硬炭具有更高的比容量、良好的倍率性能以及较低的成本。然而,硬炭作为锂离子电池负极时,首次不可逆容量较大和首次库伦效率较低。此外,其无序结构也使硬炭的导电性低于石墨,导致倍率性能受限。本文选取酚醛环氧树脂作为制备硬炭的有机物前驱体,以硬炭为研究对象,围绕提高其首次库伦效率、可逆容量、倍率性能以及循环性能,对其进行改性研究。探讨了酚醛环氧树脂的预分解过程中关键参数对硬炭材料的结构和电化学性能的影响。高温(1000℃)热解前,预分解过程中的条件参数,如温度、升温速率等,对硬炭负极材料的结构和电化学性能具有重要影响。通过分析硬炭的微观结构,发现增加预分解过程制备的硬炭具有更小的ID/IG值,更大的SBET、微孔体积和比容量。其中,500℃预分解1h的样品具有最大的首次放电比容量和充电比容量,分别为540、390mAhg-1,远高于未经预分解制备的硬炭(290、210 mAh g-1)。通过在溶液中均匀分散、混合硬炭和氧化石墨烯(GO),然后经过高温还原的方法制备了硬炭/石墨烯(HC/G)的复合负极材料,并研究了 GO添加量、高温热还原温度等条件对硬炭/石墨烯负极材料的结构和电化学性能的影响。在此结构中,硬炭提供锂离子存储的空间,还原后的石墨烯不仅构成优良的导电网络,还使得硬炭颗粒之间接触更充分,有利于锂离子和电子在材料中快速传输。当GO与硬炭混合物在惰性气氛中经过800-1100℃热处理后,得到了不同还原程度的HC/G负极材料。随着热处理温度升高,GO的还原度逐渐增大,HC/G材料的比表面积和孔体积逐渐减小。充放电流密度为20mAg-1时,不同还原度的HC/G负极材料的可逆容量为300-480 mAh g-1;循环500次后,容量保持率为78%-82%。热还原温度为1000 ℃时得到的HC/G负极材料,在不同倍率充放电时,比容量最高(20 mA g-1:480 mAh g-1;2000 mA g-1:170 mAh g-1)。另外,对比发现,铜箔集流体对HC/G负极材料的充放电性能有较大影响。最后,提出预嵌锂技术提高HC/G负极的首次库伦效率,通过控制预嵌锂反应的时间,可以达到调控预嵌锂容量以及首次库伦效率的效果。确定了预嵌锂的质量与预嵌锂容量之间的对应关系。采用类似的思路验证了预嵌钠技术在HC/G上的可行性。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析,发现预嵌锂(钠)反应中形成的SEI膜的化学组成与传统充放电过程中形成的SEI膜相近。将预嵌锂后的HC/G负极与正极LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM)组成全电池进行电化学测试,发现该技术能弥补全电池首次充放电过程的容量损失,极大提高电池的能量密度。这为硬炭基负极材料首次库伦效率低的问题提供了一种解决思路。将煤沥青与硬炭混合均匀,经过高温热解得到了软炭包覆的硬炭负极材料(PHC),研究了煤沥青用量对硬炭负极材料的结构和电化学性能的影响。硬炭经过碳包覆后,其电子导电性和电化学性能得到不同程度的改善。研究了 PHC样品在不同温度下(-10℃-50℃)的电化学性能,PHC在50℃、25℃、0℃、-10 ℃的比容量分别为568、413、366、298 mAh g-1,高低温性能、倍率性能均优于硬炭。交流阻抗测试表明低温下电池的阻抗会成倍增长,导致严重的电化学极化,硬炭负极的性能变差。碳酸亚乙烯酯(VC)是一种能改善硬炭负极性能的电解液添加剂,研究了不同浓度的VC对硬炭负极表面化学组分和电化学性能的影响。在50 ℃时,电解液中添加VC后,硬炭的初始可逆比容量先增大后减小,当VC浓度为1%时,可逆比容量最大(486 mAh g-1)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、XPS以及SEM等测试表明,电解液中添加VC后,固-液界面膜(SEI)中Li2CO3的含量增加,含F化合物减少,能促进更加稳定SEI膜的形成;而且VC还能抑制电解质盐(PF6-)的分解和减少50℃循环时SEI膜的转变。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
炭负极材料论文参考文献
[1].邵俊杰,季海潮,苏哲安,李一鸣,黄启忠.热处理温度对锂电池硅/炭负极材料的影响[J].炭素技术.2018
[2].张翔.锂离子电池硬炭负极材料的制备及改性研究[D].湖南大学.2017
[3].赵品一.硬炭负极材料的制备及其储锂（钠）性能的研究[D].天津大学.2017
[4].燕溪溪,李奕怀,吴敏昌,乔永民,王利军.废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料[J].上海第二工业大学学报.2016
[5].谢秋生,王磊,刘萍.多孔淀粉硬炭负极材料的制备及性能研究[J].炭素技术.2016
[6].苏蒙.锂离子电池大米淀粉基硬炭负极材料制备及电化学性能研究[D].昌吉学院.2016
[7].汪丽丽,潘杰,时志强.酚醛树脂基硬炭负极材料的制备与储锂性能研究[C].第31届全国化学与物理电源学术年会论文集.2015
[8].宋怡楠,马志广,王静,时志强.硬炭作为钠离子电池炭负极材料的研究[J].电源技术.2015
[9].吴桂良.高性能锂离子二次电池SnO_2/炭负极材料的制备与电化学性能[D].中国石油大学(华东).2015
[10].姚国富,李文斌.锂离子二次电池硬炭负极材料的研究进展[J].船电技术.2014
论文知识图
